适用于空间机械臂接触作业的自适应阻抗控制

作     者：杨仓军 王稳 陆星 裴红蕾 

作者机构：宿迁技师学院 苏州健雄职业技术学院 无锡工艺职业技术学院 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：全国高等院校计算机基础教育研究项目(2020-AFCEC-339) 

主　　题：空间机械臂 自适应阻抗控制 参数自适应匹配 精英中心启发策略 人工蜂群算法 

摘      要：针对空间机械臂阻抗控制参数未知且时变的难题，提出了基于精英中心启发蜂群算法的阻抗参数自适应匹配和优化方法。建立了空间机械臂动力学模型，分析了阻抗控制存在参数未知和时变的难题。以机械臂末端位移和接触力误差最小为目标，建立了参数匹配目标函数。将阻抗参数编码为蜜蜂位置，使用人工蜂群算法进行参数匹配和优化。针对人工蜂群算法搜索效率低、开发能力弱的问题，在算法中引入了精英中心启发策略，提出了精英中心启发蜂群算法的阻抗参数匹配方法，实现了空间机械臂的自适应阻抗控制。经仿真验证，自适应阻抗控制的稳态误差、峰值误差、调节时间均优于蜂群优化阻抗控制、传统阻抗控制，说明了自适应阻抗控制在空间机械臂控制中具有最好的稳态性能和动态性性。实验结果验证了自适应阻抗控制在空间机械臂控制中的有效性和优越性。